[发明专利]一种水性陶瓷防腐涂料的制备及涂覆方法

说明书

技术领域

本发明属于对表面涂布技术，具体涉及一种水性陶瓷涂料及其涂覆方法。

技术背景

陶瓷涂料起源于20世纪60年代的溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术，奠定了陶瓷涂料的理论基础。1971年，H.Dislich用溶胶-凝胶法以金属醇盐为前驱体开拓性地获得陶瓷氧化物材料，引起材料工业的一大飞跃。水性陶瓷涂料是用于金属装饰、保护的一款全新的多功能、环保、节能型涂料新产品，有丰富的原材料资源和广阔的市场发展空间，产品具有较好的经济效益和社会效益。基于水性溶胶-凝胶技术的有机无机纳米复合涂层(无机瓷膜)通过有机基团的引入，使涂层不仅兼具有机涂层的韧性和无机涂层的高强度，且施工方便，通过低温(150～280℃)固化即可得到高硬度、耐腐蚀、耐磨、耐热、不燃、环保、陶瓷质的涂层。随着环保法规和标准的出台，水性化陶瓷涂层系统(VOCs含量小于100g/L)是传统有机溶剂重污染型涂料制备涂层的非常有潜力的替代品之一，具有广阔的应用前景。但目前的水性陶瓷涂层在实际的应用推广中也遇到一些问题，比如陶瓷涂层硬度太高、拉伸强度欠佳、涂膜容易开裂等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的缺陷，提供一种水性陶瓷防腐涂料。本发明的另一个目的是提供一种该水性陶瓷涂料的涂覆方法。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

提供一种水性陶瓷防腐涂料的制备方法，包括两步熟化的步骤：

(1)A组分预熟化

A组分是由20～70％水性硅溶胶、0.01～2％催化剂、0～25％去离子水和25～50％复合有机硅烷经复配获得，各组分均为质量百分数；具体复配过程是：

先用催化剂将水性硅溶胶的pH值调整到1.5～4.5的范围，再加入去离子水和复合有机硅烷进行混合，搅拌反应6～12h得到A组分；

所述催化剂是指用于调整A组分最终pH值的酸性催化剂或碱性催化剂；其中，

酸性催化剂是：盐酸、硝酸、甲酸或乙酸中的一种或多种；或甲酸与氧化锌的水溶液；乙酸与氧化锌的水溶液；或甲酸、乙酸与氧化锌的水溶液。

碱性催化剂是：氨水或四甲基氢氧化铵；

所述复合有机硅烷是指：四烷氧类有机硅烷、三烷氧类有机硅烷，二烷氧类有机硅烷的混合物；其分子通式R_nSi(OR’)_4-n，R为不含有氧原子直接与硅原子相连的有机官能团，如：烷基、芳基、γ-缩水甘油醚氧丙基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基；R’为C₁～C₅的烷基，n＝0、1、2；n＝0为四烷氧类有机硅烷，n＝1为三烷氧类有机硅烷，n＝2为二烷氧类有机硅烷。

(2)B组分预熟化

按质量百分数35～100％水性硅溶胶、0～30％颜料、0～30％填料、0～5％助剂将各组分混合后研磨2～6h，得到B组分；

B组分中，所述颜料是耐温无机颜料；所述助剂是消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂或增稠剂中的一种或多种。

(3)使用前的混合

按质量比A∶B＝2∶0.5～2将B组分与经预熟化的A组分混合，通过振荡、搅拌或者滚动实现复配熟化，得到水性陶瓷防腐涂料。

作为改进，本发明所述的水性硅溶胶的pH值为1.5～11，粒径为10～60nm，水性硅溶胶中二氧化硅的含量为20～50％，溶剂为水。

作为改进，本发明所述的四烷氧类有机硅烷是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷；所述的三烷氧类有机硅烷是甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、KH560或KH570；所述的二烷氧类有机硅烷是二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷。

作为改进，本发明所述的颜料是金红石、钛黄、氧化铁黑、氧化铁红、钴黑、钴蓝、钴绿、炭黑、珠光粉和铝银粉中的一种或多种，粒径控制在30μm以内。

作为改进，本发明所述的填料是石英粉、晶须硅、氧化铝、碳化硅、硫酸钡、氧化钛中的一种或多种，粒径控制在30μm以内。

本发明进一步提供了所述水性陶瓷防腐涂料的涂覆方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将金属基材进行酸洗、碱洗、喷砂处理，之后进行水洗和干燥，使其表面干净、粗糙；

(2)涂料喷涂：处理后的金属基材预热至40～80℃后，将所述水性陶瓷防腐涂料喷涂在金属基材上；